利用银纳米线改善了雾度及导电度的透明导体的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及透明导体，涉及具有优秀的电特性及光学特性的利用银纳米线的透明 导体。
【背景技术】
[0002] 最近，透明导体被广泛使用于触控面板（touchpanel)、液晶显示器（liquid ciystaldisplay)、有机发光二极管器件（organicli曲temittingdiodedevices)及薄膜 光电池（1：11；[]1611]1地〇1：〇￥〇113；[(306113)等领域。具有代表性的透明导电性导电体为11'0基 板。
[0003] 但是，像ITO的金属氧化物导电体因其反应工程复杂，为了体现更高的导电度而 沉积厚厚的氧化物层，需要高温的退火（annealing)。因此具有透光度低、不具有柔初性的 缺点。
[0004] 因此，最近正在开发并量产具有较高导电度、优秀的透光度及柔初性的基于银纳 米线的透明导体。
[0005] 现有的基于银纳米线的透明导体使用直径为40nm、长度为30ym的银纳米线，大 约薄层电阻（sheetresistance) 90~100Q/m2、透光度92%及雾度化aze) 1. 8%。并且，使 用平均直径为30nm、平均长度为25ym的银纳米线的透明导体，呈现薄层电阻80Q/m2、透 光度91%及雾度化aze，雾度）0. 9~1. 2%。因此，基于现有银纳米线的透明导体，虽然呈现 优秀的薄层电阻及透光度，但对于雾度，分别为1. 8%及0. 9~1. 2%，相比IT0,具有较高的 务度。
[0006] 尤其，为了使用为透明电极而在透明导体上实施电极图案，因银纳米线的较高雾 度，图案部分与非图案部分被区分而呈现导电电极，成为视认性不良的原因。
[0007] 银纳米线产生雾度的原因如下。银纳米线如图1，呈现具有结晶面111和100的五 角柱形状。结晶面100具有平面结构，对光的反射率非常高。为了减少基于银纳米线的透 明导体的雾度，要减少银纳米线的含量，但减少透明电极上的银纳米线的含量，薄层电阻会 上升。
[0008] 作为解决问题的方法，为了减少雾度及薄层电阻，国际专利申请公报PCT/ US2006/031918号公开了导电层上追加包括反射防止层、防胺目层等的透明导体。
[0009] 并且，韩国专利申请公报10-2011-0113129,为了减少雾度而减少银纳米线含量的 过程中，为了减少上升的薄层电阻而提出了光烧结。
[0010] 所述提出的方法之外，W多种方法提出了减少雾度及薄层电阻的方法，但目前为 止，不足W替代IT0基板。
[0011] 因此，需要提供一种技术，能够提供具有适当的电性、光学性W及机械特性的透明 导体，尤其是能够适用于对多种基板，还能W较低的费用、高处理率用于工程制造透明导 体。
【发明内容】
[0012] (要解决的技术问题）
[0013] 本发明的目的在于，提供一种利用银纳米线的透明导体，适合提高透光率、有效减 少薄层电阻及雾度。
[0014] (解决问题的手段）
[0015] 为了解决上述技术问题，本发明提供的透明导体，包括：基板，透明的；导电层，所 述基板上，平均直径15~22nm、平均长度10~20ym的多个银纳米线通过粘合剂结合而形 成导电性网络；及保护层，所述导电层上形成。该时，所述基板为透明的硬性基板或软性基 板。
[0016] 优选地，所述基板上还包括硬膜层。
[0017] 优选地，所述纳米线相对于基板面积，为10~25mg/m2。
[0018] 优选地，所述粘合剂由纤维素系、聚己帰系、丙帰酸系、聚氨醋系、丙帰酸-聚氨醋 共聚物中的至少一个W上构成。
[0019]优选地，所述粘合剂由轻丙基甲基纤维素（HPMC)或甲基纤维素（MC)、或己基纤维 素巧C)中的至少一个W上构成。该时，所述粘合剂还可包括至少一个W上的聚氨醋或丙帰 酸系粘合剂。
[0020] 优选地，所述保护层，由丙帰酸系单量体、聚氨醋系单量体、丙帰酸-聚氨醋单量 体中至少一个W上的单量体和架桥剂混合而成。
[002。 优选地，所述透明导体具有50Q/m2W下的薄层电阻、90%W上的透光度及0. 8%W 下的雾度。
[0022] 优选地，所述基板下部还包括；其他导电层，平均直径15~22皿、平均长度10~ 20ym的多个银纳米线通过粘合剂结合而形成导电性网络；及其他保护层，在所述其他导 电层下部上形成。
[0023] 优选地，所述透明导体，表面被加压，或被照射光或热能。
[0024] (发明的效果）
[0025] 根据本发明，目前未体现的透光度为90%W上、薄层电阻为50Q/m2W下、雾度为 0. 8%W下的透明导体，通过由平均直径15~22皿、平均长度10~20ym的银纳米线形成 网络而体现。
[0026] 并且形成银纳米线网络的导电层上面具有保护层，从而改善了银纳米线网络层的 脆弱点即内氧化性及内化学性，并且改善了雾度。
【附图说明】
[0027] 图1是呈现根据银纳米线的直径的光反射率的说明图。
[0028] 图2是呈现根据银纳米线的直径的质量对比银纳米线个数的说明图。
[0029] 图3是呈现实施例1的银纳米线的直径和长度的照片。
[0030] 图4是呈现比较例1的银纳米线的直径和长度的照片。
[0031]图5是呈现基板上部形成保护层的透明导体层叠结构的图。
[0032] 图6是呈现基板上、下部形成保护层的透明导体层叠结构的图。
【具体实施方式】
[0033] 本发明的透明导体，包括导电层，其混合基板上粘合剂和平均直径15~22皿、平 均长度10~20ym的银纳米线而形成银纳米线交叉的导电性网络。该种导电层是透明且 软性的，包括具有导电性的至少一个表面。
[0034] 导电层包括硬性基板和软性基板，可涂层或层叠到多种基板上，可涂层及层叠到 透明或不透明的基板上。导电层可形成包括矩阵材料及银纳米线的复合结构的一部分。矩 阵材料可向典型的复合结构体赋予化学性、机械性及光学特性。
[0035] 银纳米线是向导电性基板或使用导电性基板而制造的产品赋予导电度的必需的 构成要素。
[0036] 银纳米线的浓度决定规定基板单一面积内的银纳米线的个数。并且，银纳米线个 数决定电流通路的个数。银纳米线的个数越多，导电度越高，但透光度及雾度降低。相反， 为了改善透光度及雾度而减少银纳米线个数时，导电度会降低。
[0037] 银纳米线为1次元线型结构，具有规定的直径和长度。基板上使用相同浓度的银 纳米线时，例如，相比直径为40nm的银纳米线，直径为30nm的银纳米线个数更多，因此改善 了导电度，因直径的减少而实现雾度的改善。
[003引 因此，银纳米线的平均直径为20nm左右时，若在透明基板上，W相同浓度的银纳 米线形成网络，因增加的银纳米线，增加了电流通路，降低了薄层电阻，因反射面狭小，光的 反射少，光W多种角度散射而降低了雾度，提高了透明导体的视认性。
[0039] 另外，银纳米线的纵横比作用为导电度的重要因素。纵横比具有银纳米线的长度 (Length)/直径值iameter)的数学式。相比银纳米线的固定直径，长度短时，因银纳米线之 间的相互接触面减小而接触电阻增加，从而薄层电阻会增加。一般，纵横比为500W上时， 形成银纳米线网络时，具有低的薄层电阻。因此，纵横比越大，因长度对比直径变长而接触 电阻会变小。
[0040] 但是，并不是纵横比越大，导电度、透光度及雾度就良好。例如，纵横比为700的直 径40nm的银纳米线的长度为28ym，纵横比为600的直径30nm的银纳米线的长度为18ym。
[0041] W纵横比为700的直径40皿的银纳米线制造透明导体时，会认为因长度长，相对 接触电阻降低而薄层电阻会降低，但对比银纳米线质量，线的个数少，不能确保电流通路而 电阻会上升。并且，直径越大，反射面越宽，成为雾度增加的原因。
[0042] 纵横比为600、直径30nm的银纳米线相对来说长度较短，但直径小，相对来说，质 量对比，多个银纳米线占有基板表面而薄层电阻变小，因直径小而反射率低，光向多个方向 散射而降低了雾度。
[004引图1(a)、化）是呈现根据银纳米线的直径（20皿和40nm)的光的反射面的说明图， 图2(a)、化）及（C)是呈现根据银纳米线的直径（20皿、30皿及40nm)的质量对比线的个数 的说明图。
[0044] 因此，银纳米线的纵横比，在相同直径的银纳米线中越大越好，但未考虑直径的纵 横比对改善透明导体的电性、光学特性，没有任何意义。
[0045] 根据本发明，为了制造低薄层电阻（50Q/m2W下），高透光度巧0%W上）及低雾度 (0. 8%W下）的透明导体，银纳米线的平均直径优选为15~22nm。若平均直径非常小，电 性、光学特性会优秀，但耐热性会变弱，若太大，会出现前述的薄层电阻和雾度变大的问题。
[0046] 并且，银纳米线具有上述的平均直径而其平均长度10~20ym时，最能体现所述 特性。若平均长度太短，薄层电阻会增大而产生要使用大量银纳米线的问题，若太长，银纳 米线的合成中，会产生线之间相互扭曲的问题。
[0047] 并且，优选，具有上述的平均直径和平均长度的银纳米线为10~20mg/m2的量在 基板上形成导电层。涂布量太少，雾度低而薄层电阻高，反之涂布太多，薄层电阻减少，雾度 增加。
[0048] 另外，到目前为止公报的专利及文献中，未公开具体实施例或实验值而记载了可 使用的银纳米线直径为1~lOOnm、长度为2~100ym，但具体来说，未公开过关于银纳米 线的直径和长度及构成导电层的银纳米线的量。
[0049] W下，参照【附图说明】构成本发明透明基板、银纳米线的合成方法、为形成导电层的 涂层组成物后，按顺序说明基板上导电层的形成方法和导电层上形成保护层的方法及提高 导电度的后工程。
[0050] 1、透明基板
[0051] 银纳米线在基板上涂层。基板为硬性或软性。属于硬性基板的是丙帰酸 (acirlics)、聚碳酸醋（polycarbonates)、玻璃（glass)等。属于软性基板的是聚对苯二甲 酸己二醇醋（PET)、聚蔡二甲酸己二醇醋（阳脚、聚醜亚胺（PI)、纳米纤维（nanofiber)或薄 膜玻璃（thinglass)。
[0052] 该种基板在导电层的涂层及干燥中呈现尺寸稳定性，要求具有基板上部的涂层和 粘着特性。另外，可使用为了提高基板上的涂层性及硬度而形成硬膜层的多层基板。
[0053] 本发明中，为了提高涂层性及薄膜的硬度而使用了硬涂层的聚对苯二甲酸己二醇 醋（PET)膜厚度为100ym的基板。作为绝缘体的PET基板的透光度为92%，雾度呈现0. 2 (参 照表1)。
[0054] 2、银纳米线（Silvernanowire)的合成
[005引第1溶液14CTC的己二醇混合作为Ag成核剂的Ag氯